JPS6076694A - 原子炉制御棒装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は原子炉制御棒装置に係り、特に、保守点検のた
めに制御棒駆動機構を交換する作業を容易ならしめる原
子炉制御棒装置に関する。

〔発明の背景〕

従来技術におけるワイヤロープ式原子炉制御棒装置の一
例としては、第１図に示す如く、カランドリアクンク１
２、制御棒案内管６、制御棒駆動機構収納ケーシング５
および制御棒駆動機構１により重水系およびカランドリ
アタンクバウンダリーの一部を構成するとともに、制御
棒２は、ワイヤロープ３に吊るされ、制御棒駆動機構１
内の駆動モータ１０３の駆動により、歯車１０２および
巻胴１０１を介して制御棒案内管６内を上・下駆動され
る方式のものがある。

また、原子炉の減速材として使用されている重水は、制
御棒案内管６の途中より流入し、カランドリアタンク１
３内の制御棒案内管の途中に設けられた穴よシ矢印ａの
如く、カランドリアタンク内に流出し、これを重水系と
して循環させている。

上述の従来技術において、制御棒駆動機構１の保守・点
検を行うため、制（財）棒駆動機構１を設置位置よシ取
外す場合は、重水中に含まれる放射性ガスであるトリチ
ウムを防駿する必要があシ、第２図に示すような手順に
て交換作業を行う。

第２図の（ａ）は、通常使用状態で制御棒２は全挿入さ
れ、原子炉停止状態である。（ｂ）は中間グローブボッ
クス３１．交換チェンバー３２等の制御棒駆動機構交換
設備を準備した状態である。この際、交換チェンバー３
２内にはモードルブロック３４ｂに吊るし保守点検完了
済みの制御棒駆動機構１ｂを収納しておく。（ｂ）の状
態で交換チェノ・り−３２内は、カランドリアタンク１
２のカッく−ガスト同じヘリウムと雰囲気置換される。

（ｃ）〜（ｆ）の手順では、保守点検対象の制御棒駆動
機構１ａを設置位置より引抜き、ワイヤロープ３を一旦
ワイヤロープクランプ↑帽４３３によりクランプし、ワ
イヤロープ３の瑞部を制御棒駆動機構１ａの巻胴１０１
↓り取外１７、制御棒駆動機１１・￥１ｂの巻胴１０１
に付は替える。これ等の作業は中間グローブ号シックス
３１および交換チェ／・′ニー３２に設けられたグロー
ブ３５をｆｔシ、密閉状態にて実施する。（ｇ）は、制
御１１１柿駆動ｔ、Ｈ’＃＋ｂを設置した状態であり、
この後、中間グローブボックス３１および交換チェンバ
ー３２内はトリチウムを含んだ雰囲気ガスを排出し、新
鮮な空気と雰囲気置換され交換作条終了となる。

一方、この原子炉制御棒装置には、原子炉緊急停止系（
通常制御棒２が急速挿入される）の／；ツクアップとし
て、ポイズン急速注入系が設けられているが、実際にこ
の系統が作動する場合は、ノ（ルブ１０（通常空気作動
弁）が急速に全開され、ポイズン急速注入系より高圧（
例えば３０　Ｋｇ／ｃ７７（１程度）の液体ポイズンが
重水系の配管を経由し、制御棒案内管６内に流入し、循
環重水とともに、カランドリアタンク１２内に６ＩＣ出
１分布され、原子炉を安全に停止さ止る。

上述する従来技術の原子炉制御棒装ｆａｔにおいては、
次のような難点があった。

（ａ）　制御４ｉ、１ｌ）７．動（；〉構１の交換のだ
めの設備が重装備になるとともに、交換チェンバー３２
の外部よシ、グローブ３５を介してワイヤロープ３のイ
χ］替え作業を行なわなければならない等、作業性が悪
くかつむずかしい作業となるため、熟練を要したつ （ｂ）　ポイズン急速注入系が作ルυした場合、液体ポ
イズンは、できるだけ早くカランドリアタンク１２内に
分布されることが望ましいが、制御棒案内管６内には、
その下方に制御棒２があシ、液体ポイズン注入時の妨げ
となる。一方制御棒案内管６内の上方には流動の抵抗と
なるものが何もないため、制御棒案内管６内に注入され
た液体ポイズンは、瞬時的に下方（矢印Ｃ方向）に流れ
るよりも上方（矢印す方向）に流れる分が多くなり、そ
の分だけカランドリアタンク１２内に分布される時間が
遅くなる。従って、液体ポイズン注入に対する要求条件
を満足するためにバルブｌＯの解放速度を早くする。あ
るいは注入圧を高める等の対策がとられている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、制御棒駆動機構の交換作業を容易にす
るとともに、ポイズン急速注入系作動時における炉内へ
の注入時間を早くすることができる原子炉制御棒装置を
提供するにある。

〔発明の概裂〕

本発明は、ワイヤロープの途中に連結自在な接続部を設
けるとともに、制御棒駆動機の途中にワイヤロープ接続
の援助動作と、バウンダリー密閉動作とを兼ねたバルブ
を設けることにより、制御棒駆動機構の交換作業を容易
に行い得るようにしたものである。

また、上記構造は、ポイズン急速注入系作動時液体ポイ
ズン流入の際、制御棒案内管上方への流路抵抗となシ、
カランドリアタンク内への液体ポイズン分布を急速なら
しめることを可能にした。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例を第３図、第４図、第５図および第６
図によシ説明する。

本発明の一実施例による原子炉制御棒装置の設・１１１
ｈ機器構成は第３図に示す如く、従来例に比較し次の点
が異なる。

（ａ）　制御棒駆動機構収納ケーシング５の側部には、
制御棒駆動機構１の交換作業時、内部雰囲気冒換のため
のガス処理ユニット２７とを系統構成するバルブ２１お
よびバルブ２２を設ける。

（ｂ）　制御棒２を吊っているワイヤロープ３は、途中
でワイヤロープ４と接続できる構造とする。

（Ｃ）　上部制御棒案内管６と下部制御棒案内管９との
間にバルブ８を設ける。

（ｄ）　上部制御棒案内管６内には、スリーブ７を設け
る。

、上述の相異点の詳細およびその作用、操作方法は次の
とおりとなる。

捷ずワイヤロープ３とワイヤロープ４との接続部の詳細
およびその作用を第３図、第４図および８ｇ５図によシ
説明する。

ワイヤロープ３の上端には、ワイヤロープ接続金具３０
１を設け、その上部にはハンドリングヘッド部３０２を
形成する。一方ワイヤロープ４の下端部には、ワイヤロ
ーブ接続金−１４４０１’ｒ設け、ピン４０２にて回転
自由に係合するグリッパ４０４を組付ける。また、ワイ
ヤロープ接続金具４０１の上下動の際、スリーブ７の内
面をスムーズに摺動できるように、かつ、グリッパ４０
４がハンドリングヘッド３０２をホールドした状態を保
持するように作用する。なお、スリーブ７の長さｔは、
制御棒２の駆動ストロークすなわちワイヤロープ接続金
具４０１の駆動ストロークＳよシ少し長くし、原子炉連
転中の通常使用状態においては、グリッパ４０４の先端
がスリーブ７の下端全通シ越すことがないように構成す
る。すなわち通常使用とは、各々ハンドリングヘッド３
０１とグリッパ４０４とによシぞの接続状態が維持され
、外れることがない。

定検時等において、保守点検等のために制御棒駆動機構
１を交換する場合は次のような手順にて実施する。

まず、第４図の状態（通常駆動ストロークの下限の状態
）から、原動モータ１−０３を挿入方向に駆動しく仮に
この位置をワイヤロープ接続、切齢し位置とする）、給
５図に示す状態、すなわち下部制御棒案内管９の下端部
の凸部９０１の上部に設置するコマ９０２の上に、ワイ
ヤロ−プ接続金具、３０１が置かれた状態にする。次に
、バルブ８の開度を＠の状態から■の状態（全開）にす
る。

なお、バルブ８の開閉ｄ：開度指示板８０２を見ながら
、駆動４ｉ１ｉ１の端部８０３に別途準備するハンドル
を用いて行う。場合によっては、バルブ８の開閉駆動は
、モータ１駆動等にし、遠隔で行ってもよい。

上記状態で、駆動モータ１０３を引抜方向に駆動し、下
限位置、あるいはそれ以上の位置まで、ワイヤロープ接
続金具４０１を引抜く。この場合、ガイドローラ４０３
の外周には渉外になるものが無くなるため、グリッパ４
０４は、グリッパ４０４トハンドリングヘツド３０２と
の保持部のテーパ３１０を摺動して開かれ、ノ・ンドリ
ングヘッド３０２との接続状態を断つ。なお、テーパ３
１０の角度は、通常連結使用状態において、グリッパ４
０４を開放する向きの力が過大にならないように、かつ
、切離し時はスムーズに開放されるように適切に設計さ
れる。

次に、バルブ８を操作し全閉状態、すなわち、第６図の
如くにする。この状態では、カランドリアタンクバウン
ダリーと利付０棒駆動機構１の設誼部は、バルブ８によ
って完全に隔離される。

次に、バルブ２１およびバルブ２２のノズル部にクイッ
クコネクタ２３．２４およびホース２５゜２６を接続し
ガス処理ユニット２７と接続する。

バルブ２１および２２を開放し、ガス処理ユニット２７
を運転して上部制御棒案内管６を含み、制御棒駆動機構
収納ケーシング５内の汚染ガスを排気するとどもに新鮮
空気に雰囲気置換する。穿囲気置換後は、バルブ２１お
よび２２を全閉にし、クイックコネクタ２３および２４
、ホース２５および２６を取外し、次の交換対象位置で
ある制御棒駆動機構の雰囲気置換を上述と同じ平準で行
う。

一方、坏囲気置換の終了した位置の制御棒駆動機構ｌは
、図示していない天井クレーン等により、設置位置より
引抜き、保守点検を実施する。

保守点検を実施した制御棒駆動機構１を再度設置位置に
据付け、通常使用状態に戻す手順は次のとおりとなる。

まず、保守点検、駆動ストロークの設定調整等の完了し
た制御棒駆動機構１を設置位置に４１＋’ｉ付ける。次
に、クイックコネクタ２３および２４、ホース２５およ
び２６によｐガス処理ユニット２７と接続し、バルブ２
１および２２を全開にして、上部制御（Φ案内管６を含
む制御棒駆動機構収納ケーシング５内をヘリウムガスに
雰囲気置換する。

バルブ２１および２２を全閉にしだ後　／＜ルプ８を全
開（開度■の状態）にする。駆動モータ１０３を・駆動
ストロークの下限位置よシ下方のワイヤロープ接続、切
離し位置まで挿入駆動する。この場合、スリーブ７の下
端以降では、グリッツ（４０４が外周方向に回転可能と
なるため、）・ンドリングヘッド３０２の上端部テーパ
３０３によシ、広げられて挿入されるため、自動的にノ
・ノドリンクヘッド３０２部をホールドする。次に、ノ
（ルブ８の開度を＠の状態にする。この状態で、駆動モ
ータ１０３を駆動して引抜き操作を行うと、グリシ／々
４０４は、ハンドリングヘッド３０２を保持した状態で
連結完了となる。

本発明の実施例においては、制御棒２をその寿命等によ
り交換する場合、スリーブ７およびコマ９０２が制御棒
１引抜き通過時に障害となるが、この点については、次
のように対策可能である。

第７図に本発明の実施例採用時における制御棒１の交換
手順を示す。第６図の状態によシパルブ８を全開にし、
前述の手順により制御棒駆動機構１を取外した後、図示
していない天井クレーンおよび吊）治具によシ、スリー
ブ７を引抜き、取外す。この後で、制御棒キャスク用架
台４１および制御棒キャスクを準備し、カランドリアタ
ンクパウンダリーを閉止構成した状態が第７図の（ａ）
である。この状態で上部制御棒案内管６、制御棒駆動機
構収納ケーシング５および制御棒交換設備内をヘリウム
ガスに雰囲気Ｗ換する。次にバルブ８を全開にした後、
駆動モータ４３を挿入方向に駆動し、制？Ｂ棒ギャスク
用グリッパ４５を挿入、ワイヤローブ接続金具３０１上
部のハンドリングヘッド３０２を掴む。この状態が第７
図の（ｂ）である。

第７図の（Ｃ）は、駆動モータ４３を引抜方向に駆動し
、制御棒１を制御棒キャスク４２内に引抜き収納する。

この際、コマ９０２ば、側位０棒ｌの上部に保持され、
制御棒ｌといっしょに引抜き収納される。

上部制御棒案内管６、制御棒駆動４構収納ケーシング５
および制御棒交換設備内の汚染ガスをガス処理ユニット
２７により排出し、新鮮空気と雰Ｄ）ｌ銀置換する。次
にドアノ（ルブ４４を閉止し、制御棒１よりの放射線を
遮蔽して、別途廃棄場所まで制御棒１を移送廃棄する。

新しい制御棒１を据付ける場合は、あらかじめコマ９０
２を制御棒１の上部に設ｆＭしておき、上述の逆の手順
で実施する。

本発明の実施例による構造においては、月ｆイズン急速
注入系作動時の液体ポイズン注入事象は次のようにカる
。ポイズン急速注入系が作動し、／（ルブ１０が急速に
開放されると、液体４Ｚイズンは重水系の配管を経由し
、下部制御１棒案内管に流入して、矢印す方向と矢印Ｃ
方向に分流される。下方の流れに対しては従来例と同様
制御棒１の抵抗を受けるが、上方の流れに対しても、コ
マ９０２、スリーブ７による流動抵抗を受け、従来例と
比較した場合、相対的に下方に流れる流址が増加し、そ
の分だけ早く液体ポイズンはカランドリアタンク１２流
出、分布される。

本発明の一実施例によれば、その保守点検のために制御
棒駆動機構を交換する場合、制御棒駆動機構の交換設備
が簡素化される・とともに、容易に交換することが可能
となる。

また、ポイズン急速注入系への要求条件（注入弁の開放
所要時間および注入圧力）を緩和することが可能となる
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、制御棒駆動４Ａ構の交換設備が大巾に
削減でき、設備費を軽減できるとともに、定期点検時、
制御棒駆動機構の交換作；ｉｊ、において作業性、取扱
い性が大巾に向上するため、所要人員の削減、所要日数
の短縮をドすることかできる。

また、ポイズン急速注入系作動時、液体ポイズンが制御
棒案内管内に流入してから、カランドリアタンク内に流
出分布する壕での時間が短縮されるため、系統の信頼性
向上の付随効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の原子炉制御棒装置の構成図、第２図は従
来の制御棒駆動機構の交換作業の手順を示す説明図、第
３図は本発明の一実施例の原子炉制御棒装置の構成図、
第４図は第３図におけるワイヤロープ接続部の詳細図、
第５図および第６図は本発明の一実施例の部分詳細図、
第７図は本発明一実施例採用時の制御棒又換の手順を示
す説明図である。。 １・・・制御俸駆！′ｌＪｂ機構、２・・・制御棒、３
・・・ワイヤロープ、４・・ワイヤロープ、６・・・制
御棒案内管、８・・・バルブ、９・・・制御１拳案内賃
。 代理人　弁理士　高橋明夫（ 第３図 第４ワ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　制御棒案内管内で、駆動手段を介して制御棒を上下
   駆動する原子炉制御棒装置において、該制御棒案内管に
   雰囲気遮断手段を設けることにより、原子炉雰囲気を遮
   断できることを特徴とする原子炉制御棒装置。